(57)【要約】      （修正有）【課題】スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１００は、第１クラッド層と、第１クラッド層の上方に形成された活性層と、活性層の上方に形成された第２クラッド層と、を含み、活性層は、第１側面１０５と、第１側面１０５に平行な第２側面１０７と、を有し、活性層のうちの少なくとも一部は、第１利得領域１６０と、第２利得領域１６２と、を構成し、第１利得領域１６０と、第２利得領域１６２は、第１側面１０５の垂線Ｐに対して傾いて設けられており、第１端面１７０の中心と第３端面１７４との中心を通る第１中心線１６０ａと、第２端面１７２の中心と第４端面１７６との中心を通る第２中心線１６２ａとは、交点Ａを有し、重なり面１７８は、交点Ａに対して、第２側面１０７から第１側面１０５に向かう方向に位置している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２クラッド層と、
を含み、
前記活性層は、第１側面と、前記第１側面に平行な第２側面と、を有し、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、
第１利得領域と、第２利得領域と、を構成し、
前記第１利得領域および前記第２利得領域に生じる光の波長帯において、前記第２側面の反射率は、前記第１側面の反射率よりも高く、
前記第１利得領域の前記第２側面側の第１端面の一部と、前記第２利得領域の前記第２側面側の第２端面の一部とは、重なり面において重なっており、
前記第１利得領域は、前記第１端面から、前記第１側面側の第３端面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いて設けられており、
前記第２利得領域は、前記第２端面から、前記第１側面側の第４端面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いて設けられており、
前記第１端面の中心と前記第３端面との中心を通る第１中心線と、前記第２端面の中心と前記第４端面との中心を通る第２中心線とは、交点を有し、
前記重なり面は、前記交点に対して、前記第２側面から前記第１側面に向かう方向に位置している、発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
平面的にみて、前記第１利得領域の前記第１端面における幅と、前記第２利得領域の前記第２端面における幅とは、等しく、
前記交点と前記重なり面との間の距離をＬとし、前記第１利得領域の前記第１端面における幅および前記第２利得領域の前記第２端面における幅をＷとすると、前記Ｌと前記Ｗとは、下記式（１）を満たす、発光装置。
０＜Ｌ＜Ｗ  ・・・・・・  （１）
【請求項３】
請求項２において、
前記Ｌと前記Ｗとは、下記式（２）を満たす、発光装置。
（Ｗ／４）≦Ｌ≦（３Ｗ／４）  ・・・・・・  （２）
【請求項４】
請求項３において、
前記Ｌと前記Ｗとは、下記式（３）を満たす、発光装置。
Ｌ＝（Ｗ／２）  ・・・・・・  （３）
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記第１利得領域は、前記第１端面から前記第３端面まで、一定の幅で設けられており、
前記第２利得領域は、前記第２端面から前記第４端面まで、一定の幅で設けられており、
前記第１利得領域の幅と前記第２利得領域の幅とは、等しい、発光装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記第２側面には、反射部が設けられている、発光装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記第１利得領域の平面形状と、前記第２利得領域の平面形状とは、前記重なり面の垂線に対して線対称である、発光装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記第１利得領域は、前記第１端面から前記第３端面までの間に、前記第１利得領域内を進行する光を反射させる反射面を有し、
前記第３端面から出射される光と、前記第４端面から出射される光とは、同一の方向に進む、発光装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記活性層の前記第１側面側から平面的にみて、
前記第１利得領域の前記第１端面と前記第３端面とは、重なっておらず、
前記第２利得領域の前記第２端面と前記第４端面とは、重なっていない、発光装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記第１利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第２利得領域の前記第４端面から出射され、
前記第２利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第１利得領域の前記第３端面から出射される、発光装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれかにおいて、
前記第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、
を含む、発光装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第２クラッド層の上方に形成され、前記第２電極とオーミックコンタクトしているコンタクト層を含み、
少なくとも前記コンタクト層と前記第２クラッド層の一部とは、柱状部を構成し、
前記柱状部は、前記第１利得領域および前記第２利得領域と同じ平面形状を有する、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターやディスプレイなどの表示装置の光源用の発光装置として、高輝度で色再現性に優れたレーザー装置が期待されている。しかしながら、スクリーン面での乱反射光が相互に干渉して発生するスペックルノイズが問題となることがある。この問題に対しては、例えば下記特許文献１では、スクリーンを揺動させてスペックルパターンを変化させることでスペックルノイズを低減させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−６４７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示された方法では、スクリーンが限定されてしまう、スクリーンを動かすためのモーター等の部材が必要になってしまう、モーター等から雑音が発生してしまう、などの新たな問題が発生する場合がある。
【０００４】
また、スペックルノイズを低減させるために、光源用の発光装置として、一般的なＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることも考えられる。しかしながら、ＬＥＤでは、十分な光出力を得られないことがある。
【０００５】
本発明の目的の１つは、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発光措置は、
第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２クラッド層と、
を含み、
前記活性層は、第１側面と、前記第１側面に平行な第２側面と、を有し、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、
第１利得領域と、第２利得領域と、を構成し、
前記第１利得領域および前記第２利得領域に生じる光の波長帯において、前記第２側面の反射率は、前記第１側面の反射率よりも高く、
前記第１利得領域の前記第２側面側の第１端面の一部と、前記第２利得領域の前記第２側面側の第２端面の一部とは、重なり面において重なっており、
前記第１利得領域は、前記第１端面から、前記第１側面側の第３端面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いて設けられており、
前記第２利得領域は、前記第２端面から、前記第１側面側の第４端面まで、前記第１側面の垂線に対して傾いて設けられており、
前記第１端面の中心と前記第３端面との中心を通る第１中心線と、前記第２端面の中心と前記第４端面との中心を通る第２中心線とは、交点を有し、
前記重なり面は、前記交点に対して、前記第２側面から前記第１側面に向かう方向に位置している。
【０００７】
本発明に係る発光装置では、後述するように、利得領域に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。したがって、スペックルノイズを低減させることができる。さらに、本発明に係る発光装置では、利得領域に生じる光は、該利得領域内において利得を受けながら進行して、外部に出射されることができる。したがって、従来の一般的なＬＥＤよりも高い出力を得ることができる。以上のように、本発明によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光装置を提供することができる。
【０００８】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【０００９】
本発明に係る発光装置において、
平面的にみて、前記第１利得領域の前記第１端面における幅と、前記第２利得領域の前記第２端面における幅とは、等しく、
前記交点と前記重なり面との間の距離をＬとし、前記第１利得領域の前記第１端面における幅および前記第２利得領域の前記第２端面における幅をＷとすると、前記Ｌと前記Ｗとは、下記式（１）を満たすことができる。
【００１０】
０＜Ｌ＜Ｗ  ・・・・・・  （１）
【００１１】
本発明に係る発光装置において、
前記Ｌと前記Ｗとは、下記式（２）を満たすことができる。
【００１２】
（Ｗ／４）≦Ｌ≦（３Ｗ／４）  ・・・・・・  （２）
【００１３】
本発明に係る発光装置において、
前記Ｌと前記Ｗとは、下記式（３）を満たすことができる。
【００１４】
Ｌ＝（Ｗ／２）  ・・・・・・  （３）
【００１５】
本発明に係る発光装置において、
前記第１利得領域は、前記第１端面から前記第３端面まで、一定の幅で設けられており、
前記第２利得領域は、前記第２端面から前記第４端面まで、一定の幅で設けられており、
前記第１利得領域の幅と前記第２利得領域の幅とは、等しいことができる。
【００１６】
本発明に係る発光装置において、
前記第２側面には、反射部が設けられていることができる。
【００１７】
本発明に係る発光装置において、
前記第１利得領域の平面形状と、前記第２利得領域の平面形状とは、前記重なり面の垂線に対して線対称であることができる。
【００１８】
本発明に係る発光装置において、
前記第１利得領域は、前記第１端面から前記第３端面までの間に、前記第１利得領域内を進行する光を反射させる反射面を有し、
前記第３端面から出射される光と、前記第４端面から出射される光とは、同一の方向に進むことができる。
【００１９】
本発明に係る発光装置において、
前記活性層の前記第１側面側から平面的にみて、
前記第１利得領域の前記第１端面と前記第３端面とは、重なっておらず、
前記第２利得領域の前記第２端面と前記第４端面とは、重なっていないことができる。
【００２０】
本発明に係る発光装置において、
前記第１利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第２利得領域の前記第４端面から出射され、
前記第２利得領域に生じる光の一部は、前記重なり面において反射して、前記第１利得領域の前記第３端面から出射されることができる。
【００２１】
本発明に係る発光装置において、
前記第１クラッド層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２クラッド層に電気的に接続された第２電極と、
を含むことができる。
【００２２】
なお、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ｃ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｄ部材」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ｃ部材とＤ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ｃ部材とＤ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。
【００２３】
本発明に係る発光装置において、
前記第２クラッド層の上方に形成され、前記第２電極とオーミックコンタクトしているコンタクト層を含み、
少なくとも前記コンタクト層と前記第２クラッド層の一部とは、柱状部を構成し、
前記柱状部は、前記第１利得領域および前記第２利得領域と同じ平面形状を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
１．  発光装置
まず、本実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。また、ここでは、発光装置１００がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）の半導体発光装置である場合について説明する。
【００２６】
発光装置１００は、図１〜図３に示すように、第１クラッド層１０４と、活性層１０６と、第２クラッド層１０８と、を含む。発光装置１００は、さらに、基板１０２と、コンタクト層１１０と、絶縁層１１６と、第１電極１１２と、第２電極１１４と、を含むことができる。
【００２７】
基板１０２としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板などを用いることができる。
【００２８】
第１クラッド層１０４は、基板１０２上に形成されている。第１クラッド層１０４としては、例えば、ｎ型のＡｌＧａＰ層などを用いることができる。なお、図示はしないが、第１基板１０２と第１クラッド層１０４との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層などを用いることができる。
【００２９】
活性層１０６は、第１クラッド層１０４上に形成されている。活性層１０６は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。
【００３０】
活性層１０６の一部は、複数の利得領域を構成している。図示の例では、活性層１０６の一部は、第１利得領域１６０と第２利得領域１６２とを構成している。図示はしないが、活性層１０６は、第１利得領域１６０および第２利得領域１６２以外にも利得領域を有し、利得領域１６０，１６２を含む複数の利得領域が、アレイ状に配列されていてもよい。
【００３１】
利得領域１６０，１６２は、光を生じさせることができ、この光は、利得領域１６０，１６２内で利得を受けることができる。活性層１０６の形状は、例えば直方体（立方体である場合を含む）などである。活性層１０６は、図２に示すように、第１側面１０５と第２側面１０７とを有する。第１側面１０５と第２側面１０７とは、平行である。利得領域１６０，１６２に生じる光の波長帯において、第２側面１０７の反射率は、第１側面１０５の反射率よりも高い。例えば、図１および図２に示すように、第２側面１０７を反射部１３０によって覆うことにより、高い反射率を得ることができる。反射部１３０は、例えば、誘電体ミラー、金属ミラーなどの高反射構造を有する。より具体的には、反射部１３０としては、例えば、第２側面１０７側からＳｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層の順序で１０ペア積層したミラーなどを用いることができる。第２側面１０７の反射率は、１００％、あるいはそれに近いことが望ましい。これに対し、第１側面１０５の反射率は、０％、あるいはそれに近いことが望ましい。例えば、第１側面１０５を反射防止部（図示せず）によって覆うことにより、低い反射率を得ることができる。なお、反射部１３０としては、上述した例に限定されるわけではなく、例えば、Ａｌ２Ｏ３層、ＴｉＯ２層、ＳｉＮ層や、これらの多層膜などを用いることができる。
【００３２】
利得領域１６０，１６２の各々は、図２示すように平面的にみて、第２側面１０７から第１側面１０５まで、第１側面１０５の垂線Ｐに対して傾いた方向に向かって設けられている。これにより、利得領域１６０，１６２に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。第１利得領域１６０と第２利得領域１６２とは、異なる方向に向かって設けられている。図示の例では、第１利得領域１６０は、垂線Ｐに対して一方の側に傾いており、角度θの傾きを有する一の方向に向かって設けられている。第２利得領域１６２は、垂線Ｐに対して他方の側（上記一方の側の反対側）に傾いており、角度θの傾きを有する他の方向に向かって設けられている。
【００３３】
第１利得領域１６０は、図２に示すように、第２側面１０７に設けられた第１端面１７０と、第１側面１０５に設けられた第３端面１７４と、を有する。第２利得領域１６２は、第２側面１０７に設けられた第２端面１７２と、第１側面１０５に設けられた第４端面１７６と、を有する。第１利得領域１６０の第１端面１７０における幅と、第２利得領域１６２の第２端面１７２における幅とは、等しい。図示の例では、第１利得領域１６０は、第１端面１７０から第３端面１７４まで一定の幅Ｗで設けられている。第２利得領域１６２は、第２端面１７２から第４端面１７６まで一定の幅Ｗで設けられている。すなわち、第１利得領域１６０および第２利得領域１６２の各々の平面形状は、平行四辺形である。また、第１利得領域１６０の幅Ｗと第２利得領域１６２の幅Ｗとは、等しい。
【００３４】
第１端面１７０の一部と、第２端面１７２の一部とは、重なり面１７８において重なっている。すなわち、第１端面１７０と第２端面１７２とは、連続した１つの面であるともいえる。第１端面１７０は、第１利得領域１６０に生じる光を反射させることができる。第２端面１７２は、第２利得領域１６２に生じる光を反射させることができる。第１利得領域１６０の平面形状と、第２利得領域１６２の平面形状とは、例えば、第１側面１０５の垂線Ｐに対して線対称であることができる。第１利得領域１６０の平面形状と、第２利得領域１６２の平面形状とは、例えば、重なり面１７８の垂線に対して線対称であることができる。
【００３５】
なお、図示はしないが、第１端面１７０および第２端面１７２は、活性層１０６の側面ではなく、活性層１０６に形成された開口部に設けられていてもよい。
【００３６】
図２に示すように、第１利得領域１６０の第１端面１７０の中心と第３端面１７４との中心を通る第１中心線１６０ａと、第２利得領域１６２の第２端面１７２の中心と第４端面１７６との中心を通る第２中心線１６２ａとは、交点Ａを有する。重なり面１７８（第２側面１０７）は、交点Ａに対して、第１側面１０５側（＋Ｘ方向）に位置している。ここで、交点Ａと重なり面１７８との間の距離（すなわち、交点Ａと第２側面１０７との間の距離）をＬとし、利得領域１６０，１６２の幅をＷとすると、距離Ｌと幅Ｗとは、下記式（１）を満たす。
【００３７】
０＜Ｌ＜Ｗ  ・・・・・・  （１）
【００３８】
さらに、好ましくは、距離Ｌと幅Ｗとは、下記式（２）を満たす。
【００３９】
（Ｗ／４）≦Ｌ≦（３Ｗ／４）  ・・・・・・  （２）
【００４０】
さらに、好ましくは、距離Ｌと幅Ｗとは、下記式（３）を満たす。
【００４１】
Ｌ＝（Ｗ／２）  ・・・・・・  （３）
【００４２】
なお、第１中心線１６０ａとは、図２に示すように平面的にみて、第１利得領域１６０を構成する４辺のうち、第１端面１７０または第３端面１７４となる辺ではない２辺の中間を通る線ともいえる。同様に、第２中心線１６２ａとは、第２利得領域１６２を構成する４辺のうち、第２端面１７２または第４端面１７６となる辺ではない２辺の中間を通る線ともいえる。また、第１利得領域１６０の幅Ｗとは、図２に示すように平面的にみて、第１中心線１６０ａに平行な第１利得領域１６０の２辺の間の距離のことである。同様に、第２利得領域１６２の幅Ｗとは、第２中心線１６２ａに平行な第２利得領域１６２の２辺の間の距離のことである。
【００４３】
距離Ｌと幅Ｗとが上記関係式を満たすことにより、発光装置１００は、効率よく光を出射することができる。詳細は後述する。
【００４４】
図４は、活性層１０６を第１側面１０５側から平面的に見た図である。図４に示すように、第１利得領域１６０の第１端面１７０と第３端面１７４とは、重なっていない。同様に、第２利得領域１６２の第２端面１７２と第４端面１７６とは、重なっていない。これにより、第１利得領域１６０に生じる光を第１端面１７０と第３端面１７４との間で、および第２利得領域１６２に生じる光を第２端面１７２と第４端面１７６との間で、直接的に多重反射させないことができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、利得領域１６０，１６２に生じる光のレーザー発振をより確実に抑制または防止することができる。したがって、発光装置１００は、レーザー光ではない光を発することができる。なお、この場合には、図４に示すように、例えば第１利得領域１６０において、第１端面１７０と第３端面１７４とのずれ幅ｘは、正の値であればよい。
【００４５】
第２クラッド層１０８は、図１および図３に示すように、活性層１０６上に形成されている。第２クラッド層１０８としては、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＡｌＧａＰ層などを用いることができる。
【００４６】
例えば、ｐ型の第２クラッド層１０８、不純物がドーピングされていない活性層１０６、およびｎ型の第１クラッド層１０４により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０４および第２クラッド層１０８の各々は、活性層１０６よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層１０６は、光を増幅する機能を有する。第１クラッド層１０４および第２クラッド層１０８は、活性層１０６を挟んで、注入キャリア（電子および正孔）並びに光を閉じ込める機能を有する。
【００４７】
発光装置１００は、第１電極１１２と第２電極１１４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層１０６の利得領域１６０，１６２において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域１６０，１６２内で光の強度が増幅される。例えば、図１に示すように、第１利得領域１６０に生じる光の一部１０は、第１利得領域１６０内で増幅された後、重なり面１７８において反射して、第２利得領域１６２の第４端面１７６から出射光２０として出射されるが、反射後の第２利得領域１６２内においても光強度が増幅される。同様に、第２利得領域１６２に生じる光の一部は、第２利得領域１６２内で増幅された後、重なり面１７８において反射して、第１利得領域１６０の第３端面１７４から出射光２２として出射されるが、反射後の第１利得領域１６０内においても光強度が増幅される。なお、第１利得領域１６０に生じる光には、直接、第３端面１７４から出射光２２として出射されるものもある。同様に、第２利得領域１６２に生じる光には、直接、第４端面１７６から出射光２０として出射されるものもある。これらの光も同様に各利得領域１６０，１６２内において増幅される。
【００４８】
コンタクト層１１０は、図１および図３に示すように、第２クラッド層１０８上に形成されている。コンタクト層１１０としては、第２電極１１４とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層１１０としては、例えば、ｐ型のＧａＡｓ層などを用いることができる。
【００４９】
コンタクト層１１０と、第２クラッド層１０８の一部とは、柱状部１１１を形成することができる。柱状部１１１の平面形状は、例えば図２に示すように、利得領域１６０，１６２と同じである。すなわち、例えば、柱状部１１１の平面形状によって、電極１１２，１１４間の電流経路が決定され、その結果、利得領域１６０，１６２の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部１１１は、例えば、コンタクト層１１０、第２クラッド層１０８の一部、活性層１０６の一部、および第１クラッド層１０４の一部からなることもできる。なお、図示はしないが、柱状部１１１の側面は、傾斜していてもよい。
【００５０】
絶縁部１１６は、図１および図３に示すように、第２クラッド層１０８上であって、柱状部１１１の側方に設けられていることができる。絶縁部１１６は、柱状部１１１の側面に接している。絶縁部１１６の上面は、例えば、コンタクト層１１０の上面と連続していることができる。絶縁部１１６としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、ポリイミド層などを用いることができる。絶縁部１１６としてこれらの材料を用いた場合、電極１１２，１１４間の電流は、絶縁部１１６を避けて、該絶縁部１１６に挟まれた柱状部１１１を流れることができる。絶縁部１１６は、活性層１０６の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。この場合、絶縁部１１６を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁部１１６を形成しない部分、すなわち柱状部１１１が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向について、利得領域１６０，１６２内に効率良く光を閉じ込めることができる。また、絶縁部１１６を設けないこともできる。絶縁部１１６が空気であると解釈してもよい。その場合は、柱状部１１１に活性層１０６および第１クラッド層１０４を含まないようにするか、第２電極１１４が直接的に活性層１０６および第１クラッド層１０４に接することがないようにする必要がある。
【００５１】
第１電極１１２は、基板１０２の下の全面に形成されている。第１電極１１２は、該第１電極１１２とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接していることができる。第１電極１１２は、基板１０２を介して、第１クラッド層１０４と電気的に接続されている。第１電極１１２は、発光装置１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１１２としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第１クラッド層１０４と基板１０２との間に、第２コンタクト層（図示せず）を設け、ドライエッチングなどにより該第２コンタクト層を露出させ、第１電極１１２を第２コンタクト層上に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。この形態は、基板１０２が絶縁性である場合に特に有効である。
【００５２】
第２電極１１４は、図３に示すように、コンタクト層１１０（柱状部１１１）上に形成されている。図示はしないが、第２電極１１４は、コンタクト層１１０および絶縁部１１６上の全面に形成されていてもよい。第２電極１１４は、コンタクト層１１０を介して、第２クラッド層１０８と電気的に接続されている。第２電極１１４は、発光装置１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１１４としては、例えば、コンタクト層１１０側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。第２電極１１４とコンタクト層１１０との接触面は、図２に示すように、利得領域１６０，１６２と同様の平面形状を有している。
【００５３】
本実施形態に係る発光装置１００の一例として、ＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、発光装置１００は、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＺｎＣｄＳｅ系などの半導体材料を用いることができる。
【００５４】
本実施形態に係る発光装置１００は、例えば、プロジェクター、ディスプレイ、照明装置、計測装置などの光源に適用されることができる。
【００５５】
本実施形態に係る発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５６】
発光装置１００では、上述したように、利得領域１６０，１６２に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。したがって、スペックルノイズを低減させることができる。さらに、発光装置１００では、利得領域１６０，１６２に生じる光は、利得領域１６０，１６２内において利得を受けながら進行して、外部に出射されることができる。したがって、従来の一般的なＬＥＤ（Light Emitting Diode）よりも高い出力を得ることができる。
【００５７】
発光装置１００では、交点Ａと重なり面１７８との間の距離Ｌと、利得領域１６０，１６２の幅Ｗとは、上記（１）式を満たすことができ、さらに上記（２）式を満たすことができ、さらに上記式（３）を満たすことができる。そのため、発光装置１００は、効率よく光を出射することができる。詳細は後述する。
【００５８】
発光装置１００では、第１利得領域１６０に生じる光の一部１０は、重なり面１７８において反射して、第２利得領域１６２内においても、利得を受けながら進行することができる。また、第２利得領域１６２に生じる光の一部に関しても同様である。したがって、発光装置１００では、例えば、重なり面１７８において積極的に反射させないような場合に比べ、光強度の増幅距離が長くなるため、高い光出力を得ることができる。
【００５９】
２．  発光装置の製造方法
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５〜図７は、本実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図であり、図３に対応している。図８は、本実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す平面図である。なお、図８では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。
【００６０】
図５に示すように、基板１０２上に、第１クラッド層１０４、活性層１０６、第２クラッド層１０８、およびコンタクト層１１０を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などを用いることができる。
【００６１】
図６に示すように、コンタクト層１１０および第２クラッド層１０８をパターニングする。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。本工程により、柱状部１１１を形成することができる。
【００６２】
図７に示すように、柱状部１１１の側面を覆うように絶縁部１１６を形成する。具体的には、まず、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、塗布法などにより、第２クラッド層１０８の上方（コンタクト層１１０上を含む）に絶縁層（図示せず）を成膜する。次に、例えば、エッチング技術などを用いて、コンタクト層１１０の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁部１１６を形成することができる。
【００６３】
次に、コンタクト層１１０上に第２電極１１４を形成する。第２電極１１４は、例えば、真空蒸着法により形成される。
【００６４】
次に、基板１０２の下面下に第１電極１１２を形成する。第１電極１１２の製法は、例えば、上述した第２電極１１４の製法の例示と同じである。なお、第１電極１１２および第２電極１１４の形成順序は、特に限定されない。以上の工程により、ウェハー内に複数の発光パターンを形成することができる。
【００６５】
図８に示すように、上記工程によって形成された複数の発光パターン１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ）を有するウェハー１に、発光パターン１０１を分離するためのスクライブライン３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を形成する。発光パターン１０１の数は、図示の例では３つだが、特にその数は限定されない。スクライブライン３は、例えば、ダイヤモンドカッター、レーザーなどによって形成される。スクライブライン３に沿って、ウェハー１を劈開し、発光パターン１０１を分離して、発光装置１００を得ることができる。スクライブライン３は、第２側面１０７を含む劈開面を形成するために設けることができる。スクライブライン３は、第１中心線１６０ａと第２中心線１６２ａとの交点Ａに対して、＋Ｘ方向（第１側面１０５側）に距離Ｌの位置に形成されることが好ましい。距離Ｌは、利得領域１６０，１６２の幅Ｗの半分の値であることが好ましい。すなわち、スクライブライン３と交点Ａとの間の距離Ｌは、上記式（３）を満たしていることが好ましい。なお、本発明において、スクライブライン３と交点Ａとの距離Ｌとは、例えば図示のように、発光パターン１０１ａを挟んでスクライブライン３ａを形成する場合は、一方の３ａと他方の３ａとを結んだ直線と、交点Ａと、の間の距離を意味する。
【００６６】
より具体的には、図８に示すように、発光パターン１０１ａに対して、上記式（３）を満たすようにスクライブライン３ａを形成し、発光パターン１０１ｂに対して、上記式（３）を満たすようにスクライブライン３ｂを形成し、発光パターン１０１ｃに対して、上記式（３）を満たすようにスクライブライン３ｃを形成する。すなわち、スクライブライン３は、複数の発光パターン１０１の各々に対して上記式（３）を満たすように、形成されることができる。そのため、スクライブライン３は、例えば、一直線状に連続しておらず、図８に示すように、破線状に形成されることができる。これにより、複数の発光パターン１０１の各々に対して、正確に上記式（３）を満たす劈開面を形成することができる。特に、例えばパターニング時においてずれが生じ、各発光パターン１０１が一直線状に形成されていない場合に、有効な手段である。
【００６７】
また、スクライブライン３自体にも作製上のずれが生じる場合がある。例えば、交点Ａを狙ってスクライブラインを形成しても、スクライブラインが交点Ａより−Ｘ方向側（第１側面１０５とは反対側）にずれてしまう場合がある。この場合では、後述するように、発光装置は、効率よく光を出射することができない。したがって、上記式（３）を満たす位置を狙って作製した方が、作製上のずれに対する許容度も大きくなり、効率よく光を出射することができる発光装置１００を得ることができる。
【００６８】
図１および図２に示すように、第２側面１０７側の全面に反射部１３０を形成する。反射部１３０は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法、イオンアシスト蒸着(Ion Assisted Deposition)法などにより形成される。
【００６９】
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
【００７０】
発光装置１００の製造方法によれば、効率よく光を出射することができる発光装置１００を得ることができる。詳細は後述する。
【００７１】
３．  発光装置の実験例
次に、本実施形態に係る発光装置の実験例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、本実施形態に係る発光装置１００の第１利得領域１６０、第２利得領域１６２および反射部１３０をモデル化したモデルＭにおけるシミュレーションについて、説明する。図９は、本実施形態に係る発光装置１００のモデルＭを模式的に示す平面図である。図１０は、本実施形態に係る発光装置１００のモデルＭにおけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【００７２】
まず、モデルＭの構成について説明する。
【００７３】
モデルＭにおいては、本実施形態に係る発光装置１００の重なり面１７８の近傍のみを解析した。より具体的には、図９に示すように、第３端面１７４および第４端面１７６側の計算領域の端を、計算端部Ｂ−Ｂ線とした。そして、第１利得領域１６０の計算端部Ｂ−Ｂ線近傍から第１端面１７０に向かう強度Ｉ１２の光１２と、第１端面１７０から計算端部Ｂ−Ｂ線に向かう強度Ｉ１３の光１３と、を発生させ、第２利得領域１６２の計算端部Ｂ−Ｂ線まで到達した光１４の強度Ｉ１４をモニターした。なお、モデルＭでは、計算端部Ｂ−Ｂ線に到達した光は、ほぼ全て計算端部Ｂ−Ｂ線を透過するような境界条件を用いた。すなわち、計算端部Ｂ−Ｂ線に到達した光１３，１４は、全て計算端部Ｂ−Ｂ線を透過して計算領域外（計算端部Ｂ−Ｂ線より＋Ｘ方向側）に放出され、利得領域１６０，１６２内に戻る光はない。そのため、計算領域を狭くしたことにより、計算領域における第１利得領域１６０の端面が第１側面１０５側から平面的にみて重なったとしても、第１利得領域１６０内で多重反射が起きることはない。同様に、第２利得領域１６２においても、多重反射が起きることはない。このように、モデルＭでは多重反射が起こらないため、共振器が形成されることはない。
【００７４】
モデルＭでは、第１側面１０５の位置を固定させ、第１中心線１６０ａと第２中心線１６２ａとの交点Ａと、第２側面１０７（重なり面１７８）と、の間の距離Ｌを変化させて、光１４の強度Ｉ１４をモニターした。モデルＭでは、光１２は、第１利得領域１６０の計算端部Ｂ−Ｂ線近傍から、第１端面１７０に向けて第１利得領域１６０内を進行し、重なり面１７８を経て第２利得領域１６２内を進行して、光１４として第２利得領域１６２の計算端部Ｂ−Ｂ線に到達し、計算領域外へと透過するとした。また、モデルＭでは、計算の便宜上、光１２は、利得領域１６０，１６２内で利得を受けないものとした。したがって、モデルＭでは、光１４の強度Ｉ１４をモニターすることにより、光１２の強度Ｉ１２に対する損失（ロス）を算出することができる。
【００７５】
モデルＭでは、利得領域１６０，１６２の実効屈折率（すなわち柱状部の実行屈折率）を３．３４６とし、利得領域１６０，１６２を構成していない部分（すなわち柱状部の外側の実効屈折率）を３．３４４とした。モデルＭでは、第１側面１０５の垂線Ｐに対する利得領域１６０，１６２の角度θを、共に１０度とした。モデルＭでは、反射部１３０として、第２側面１０７側からＳｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層の順序で１０ペア積層した誘電体ミラーを用いた。ＳｉＯ２層は、屈折率を１．４３とし、一層の厚みを１１３．６１ｎｍとした。Ｔａ２Ｏ５層は、屈折率を２．１６とし、一層の厚みを７５．２２ｎｍとした。モデルＭでは、利得領域１６０，１６２の幅Ｗを、５μｍとした場合と、１０μｍとした場合について、シミュレーションを行った。
【００７６】
次に、シミュレーションの結果について説明する。
【００７７】
図１０に示すグラフは、横軸が距離Ｌであり、縦軸が強度比Ｒである。横軸の距離Ｌは、交点Ａと第２側面１０７とが重なる点をゼロとし、第２側面１０７を第１側面１０５（＋Ｘ方向）側に変位させた場合をプラス（すなわち、距離Ｌの値は正）とし、第２側面１０７を第１側面１０５側とは反対側（−Ｘ方向）に変位させた場合をマイナス（すなわち、距離Ｌの値は負）とした。縦軸の強度比Ｒは、光１２の強度Ｉ１２に対する光１４の強度Ｉ１４の比（Ｉ１４／Ｉ１２×１００（％））である。すなわち、強度比Ｒが大きいほど光の損失が小さく、効率よく光を出射することができるといえる。
【００７８】
図１０より、０＜Ｌ＜Ｗの範囲（上記式（１）の範囲）の強度比Ｒは、Ｌ＝０の強度比Ｒとほぼ同等ないしそれ以上であることがわかった。また、（Ｗ／４）≦Ｌ≦（３Ｗ／４）の範囲（上記式（２）の範囲）の強度比Ｒは、確実に、Ｌ＝０の強度比Ｒより大きいことがわかった。また、Ｌ＝（Ｗ／２）の場合（上記式（３）の場合）において、強度比Ｒは最大値をとり、最も光の損失が小さくなることがわかった。
【００７９】
上記の距離Ｌと幅Ｗの関係で、光の損失が小さくなる理由は、次のように推察される。
【００８０】
第１利得領域１６０と第２利得領域１６２とは、第２側面１０７側に近づくにつれて、両利得領域１６０，１６２間の距離が小さくなる。すると、エバネッセントカップリングによって、第１利得領域１６０内を第１端面１７０に向けて進行している光の一部の成分は、重なり面１７８を介さずに第２利得領域１６２に移動し始める。すなわち、第１利得領域１６０内を第１端面１７０に向けて進行している光が、高屈折領域である第２利得領域１６２を感じ、その一部が、第２利得領域１６２側に移動を始め、曲げられてしまう。利得領域１６０，１６２の屈折率と、利得領域１６０，１６２を構成していない部分の活性層１０６の屈折率と、の差は小さい場合があるので、第２利得領域１６２に移動を始めて曲げられた光は、第２利得領域１６２をそのまま突き抜けてロスになる場合がある。このような光をロスにせず、第２利得領域１６２に入射させるためには、曲げられた光の経路に合わせて、反射面を近づける必要がある。そこで、Ｌを正の値とし、距離Ｌと幅Ｗとの関係を上記式（１）、好ましくは上記式（２）、さらに好ましくは上記式（３）の関係とすることにより、このような光のロスを小さくすることができるので、強度比Ｒを大きくすることができたものと推察される。
【００８１】
以上のとおり、発光装置１００では、距離Ｌと幅Ｗとは、上記式（１）を満たすことができ、さらに、上記式（２）を満たすことができ、さらに、上記式（３）を満たすことができる。そのため、発光装置１００では、光の損失を小さくすることができ、効率よく光を出射することができる。さらに、発光装置１００は、効率よく光を出射することができるため、その分、小型化を図ることができる。
【００８２】
４．  変形例
次に、本実施形態の変形例に係る発光装置２００について、図面を参照しながら説明する。図１１は、発光装置２００を模式的に示す斜視図である。以下、本実施形態の変形例に係る発光装置２００において、本実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図１１では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。
【００８３】
発光装置２００では、図１１に示すように、第１利得領域１６０は、第１端面１７０と第３端面１７４との間に、反射面２６１を有する。図示の例では、反射面２６１は、活性層１０６の第１側面１０５および第２側面１０７と直交する第３側面２０５に設けられている。第１利得領域１６０において、第１端面１７０から反射面２６１に向かって進行する光２１０は、反射面２６１において反射（例えば全反射）して、反射面２６１から第３端面１７４に向かって進行することができる。そして、光２１０は、第３端面１７４から出射光２２として出射されることができる。図示の例では、第３端面１７４から出射される光２２と、第４端面から出射される光２０とは、同一の方向に進行することができる。
【００８４】
なお、図示はしないが、反射面２６１は、第１利得領域１６０ではなく、第２利得領域１６２のみに設けられていてもよいし、両利得領域１６０，１６２に設けられていてもよい。また、反射面２６１が設けられている第３端面２０５には、反射部が形成されていてもよい。また、反射面２６１は、第３端面２０５ではなく、例えば、活性層１０６内にエッチングによって形成された開口部に設けられていてもよい。また、第３端面１７４から出射される光２２と、第４端面から出射される光２０とは、集束する方向に進行してもよい。
【００８５】
発光装置２００によれば、第３端面１７４から出射される光２２と、第４端面１７６から出射される光２０とは、同一の方向に進むことができる。これにより、例えば、２つの出射光が発散する方向に進むような場合に比べて、図示しない光学系（出射光２０，２２が入射する光学系）を小型化することができる。
【００８６】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。
【図２】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る活性層を第１側面側から平面的にみた図。
【図５】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す平面図。
【図９】本実施形態に係る発光装置の実験例に用いたモデルを模式的に示す平面図。
【図１０】本実施形態に係る発光装置の実験例の結果を示すグラフ。
【図１１】本実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【符号の説明】
【００８８】
１  ウェハー、３  スクライブライン、１０  光、１２  光、１３  光、１４  光、２０  出射光、２２  出射光、１００  発光装置、１０１  発光パターン、１０２  基板、１０４  第１クラッド層、１０５  第１側面、１０６  活性層、１０７  第２側面、１０８  第２クラッド層、１１０  コンタクト層、１１１  柱状部、１１２  第１電極、１１４  第２電極、１１６  絶縁部、１３０  反射部、１６０  第１利得領域、１６０ａ  第１中心線、１６２  第２利得領域、１６２ａ  第２中心線、１７０  第１端面、１７２  第２端面、１７４  第３端面、１７６  第４端面、１７８  重なり面、２００  発光装置、２０５  第３側面、２１０  光、２６１  反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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